一种适用于220kV全户内模块化智能变电站网络结构的制作方法

本发明属于变电站网络设计技术领域，尤其是涉及一种适用于220kv全户内模块化智能变电站网络结构。

背景技术：

目前国内的数字化变电站网络主要基于变电站通信网络和系统协议iec61850系列标准建设。iec61850标准奠定了数字化变电站实现数据共享和实现设备间互操作的基础，提出了变电站内设备、信息分层的概念，从数据结构、功能建模方法和变电站自动化体系层次关系映射等方面进行了详尽的描述和规范。依据iec61850标准的设计思想，现有的数字化变电站基本利用工业以太网交换机组建站内物理网络，即过程层、间隔层以及站控层，针对不同业务(goose、sv、mms)组建不同的物理网络。

常规智能变电站的“三层两网”(见图1)的系统架构是在变电站的站控层、间隔层和过程层分别建立独立的子网的方案，其中，站控层包括自动化站级监视控制系统、通信系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及电能量采集、保护信息管理等相关功能；间隔层设备一般包括继电保护装置、测控装置、在线监测ied等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信；过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。

根据各层中主要传递信息的特点设计网络，智能变电站原有网络结构由goose网络、sv网络、mms网络组成，每种网络均由不同的物理网络设备连接构建而成。现有变电站网络结构是以间隔为单位布置交换机，针对不同业务(goose、sv、mms)配置不同类型的工业交换机，这使得一个变电站交换机数量非常庞大，交换机的投资占监控系统的40％以上，大大增加了智能变电站的建设成本。

授权公告号为cn207382054u的实用新型专利公开了一种数字化变电站自动化网络结构，包括站控层、站控层网络、间隔层、过程层网络及过程层，所述站控层与间隔层之间通过站控层网络连接，所述间隔层与过程层之间通过过程层网络连接。采用该实用新型，通过在变电站综合自动化网络基础上，利用电子式智能设备，将原来的“二层单网”结构改进为“三层两网”结构，实现开放的、分层的过程层网络化结构设计，使过程层智能设备信息完全共享，避免大量的电气二次接线，减少了控制电缆量，不受电磁干扰以及电容效应的影响；新型的“三层两网”网络结构，充分利用网络资源，能有效降低目前日益高涨的智能变电站建设成本。然而，该实用新型采用三层两网结构，网络复杂，二次接线多，不符合实现全户内变电站网络分区域设置理念。

授权公告号为cn204012919u的实用新型专利公开了一种智能变电站网络结构。常规智能变电站的系统架构是在变电站的变电站层、间隔层和过程层分别建立独立的子网，每种网络均由不同的物理网络设备连接构建而成，使得一个变电站交换机数量非常庞大，大大增加了智能变电站的建设成本。该实用新型包括变电站层和设备层，其特征在于，所述的变电站层与设备层通过一智能数据网进行通讯连接，所述的智能数据网由goose网、sv网、mms网三个逻辑网络整合而成，各个逻辑网络之间相互隔离。该实用新型使全站只有一个网络，通过建立连接，整合资源配置开辟多个逻辑业务网络，满足每个自动化、保护装置的要求，实现针对不同业务的逻辑网络，实现了业务网络之间隔离。然而，该实用新型并未给出具体的网络结构，无法进行推广。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种适用于220kv全户内模块化智能变电站网络结构，采用在220kvgis室、110kvgis室、10kv开关柜和二次设备主变间隔层模块区分别设置分布式公用交换机的结构，取消了过程层网络，不单独设置过程层交换机，大大减少了交换机的数量，具有可观的经济效益。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于220kv全户内模块化智能变电站网络结构，包括二次设备室一体化监控模块，以及分别与所述二次设备室一体化监控模块相连接的220kvgis室、110kvgis室、10kv开关柜室和二次设备主变间隔层模块；

所述二次设备室一体化监控模块包括a网站控层交换机和b网站控层交换机；所述220kvgis室包括与所述a网站控层交换机相连接的a网220kv公用交换机、与所述b网站控层交换机相连接的b网220kv公用交换机、与所述a网220kv公用交换机相连接的主变220kv侧合智一体化装置ⅰ以及与所述b网220kv公用交换机相连接的主变220kv侧合智一体化装置ⅱ；

所述110kvgis室包括与所述a网站控层交换机相连接的a网110kv公用交换机、与所述b网站控层交换机相连接的b网110kv公用交换机、与所述a网110kv公用交换机相连接的主变110kv侧合智一体化装置ⅰ以及与所述b网110kv公用交换机相连接的主变110kv侧合智一体化装置ⅱ；

所述10kv开关柜室包括与所述a网站控层交换机相连接的a网10kv公用交换机、与所述b网站控层交换机相连接的b网10kv公用交换机、与所述a网10kv公用交换机相连接的主变10kv侧合智一体化装置ⅰ以及与所述b网10kv公用交换机相连接的主变10kv侧合智一体化装置ⅱ；

所述二次设备主变间隔层模块包括与所述a网站控层交换机相连接的a网主变公用交换机和与所述b网站控层交换机相连接的b网主变公用交换机。

进一步地，所述二次设备主变间隔层模块还包括与所述a网主变公用交换机相连接的a网主变保护装置，与所述b网主变公用交换机相连接的b网主变保护装置，同时与所述a网主变公用交换机和b网主变公用交换机连接的主变测控装置，以及采用直采直跳方式同时与所述a网主变保护装置和b网主变保护装置相连接的主变220kv侧合智一体化装置ⅲ、主变110kv侧合智一体化装置ⅲ和主变10kv侧合智一体化装置ⅲ。

进一步地，所述a网主变公用交换机与主变本体区的本体智能终端相连接，所述本体智能终端用于采集主变本体的间隙电流和零序电流。

进一步地，所述主变测控装置集成有计量功能。

本发明的有益效果是：

本发明针对220kv全户内模块化变电站，2018年，国家电网公司35～220kv变电站全面应用模块化建设，本专利基于全户内变电站的模块化配置理念，将全户内全站分为4个大模块区，220kvgis室模块、110kvgis室模块，10kv开关柜室模块，二次设备室模块区，在每个模块区分别独立设置公用交换机取代传统的按间隔设置交换机理念，每个模块所有间隔信息全部在此交换机上完成交互，使得全站的网络模块化配置，层次更加清晰，极大响应模块化变电站分层分区域的理念。同时，网络的优化使得各个设备间线缆连接数量也极大减少，产生巨大的经济效益。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为常规智能变电站的三层两网的网络结构；

图2为本发明一种适用于220kv全户内模块化智能变电站网络结构。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，一种适用于220kv全户内模块化智能变电站网络结构，包括二次设备室一体化监控模块1，以及分别与所述二次设备室一体化监控模块1相连接的220kvgis室2、110kvgis室3、10kv开关柜室4和二次设备主变间隔层模块5；

所述二次设备室一体化监控模块1包括a网站控层交换机6和b网站控层交换机7；

所述220kvgis室2包括与所述a网站控层交换机6相连接的a网220kv公用交换机8、与所述b网站控层交换机7相连接的b网220kv公用交换机9、与所述a网220kv公用交换机8相连接的主变220kv侧合智一体化装置ⅰ10以及与所述b网220kv公用交换机9相连接的主变220kv侧合智一体化装置ⅱ11；所述110kvgis室3包括与所述a网站控层交换机6相连接的a网110kv公用交换机12、与所述b网站控层交换机7相连接的b网110kv公用交换机13、与所述a网110kv公用交换机12相连接的主变110kv侧合智一体化装置ⅰ14以及与所述b网110kv公用交换机13相连接的主变110kv侧合智一体化装置ⅱ15；所述10kv开关柜室4包括与所述a网站控层交换机6相连接的a网10kv公用交换机16、与所述b网站控层交换机7相连接的b网10kv公用交换机17、与所述a网10kv公用交换机16相连接的主变10kv侧合智一体化装置ⅰ18以及与所述b网10kv公用交换机17相连接的主变10kv侧合智一体化装置ⅱ19；所述二次设备主变间隔层模块5包括与所述a网站控层交换机6相连接的a网主变公用交换机20和与所述b网站控层交换机7相连接的b网主变公用交换机21。

所述二次设备主变间隔层模块5还包括与所述a网主变公用交换机20相连接的a网主变保护装置22，与所述b网主变公用交换机21相连接的b网主变保护装置23，同时与所述a网主变公用交换机20和b网主变公用交换机21连接的主变测控装置24，以及采用直采直跳方式同时与所述a网主变保护装置22和b网主变保护装置23相连接的主变220kv侧合智一体化装置ⅲ25、主变110kv侧合智一体化装置ⅲ26和主变10kv侧合智一体化装置ⅲ27。

所述a网主变公用交换机20与主变本体区的本体智能终端28相连接，所述本体智能终端28用于采集主变本体的间隙电流和零序电流。

所述主变测控装置24集成有计量功能。

接下来，以某公变工程为案例对交换机配置情况进行详细说明：该工程220kv、110kv、主变均取消过程层网络，不单独设置过程层交换机，站控层、间隔层、过程层三层一网，分别在220kvgis室、110kvgis室，10kv开关柜，主变区分别设置公用交换机，简化整个网络结构。

如表1所示，为220kvgis室公用交换机配置方案：

根据表1的端口统计结果，并考虑每个小室公用交换机均需以一光口接入二次设备室站控层交换机，本工程220kvgis室本期及远期均配置2台2光口22电口公用交换机，a网及b网各1台。

如表2所示，为110kvgis室公用交换机配置方案：

根据表2的端口统计结果，并考虑每个设备室公用交换机均需以一光口接入二次设备室站控层交换机，本工程110kvgis室本期及远期均配置2台2光口22电口站控层交换机，a网及b网各1台。

如表3所示，为10kv室公用交换机配置方案：

根据表3的端口统计结果，并考虑每个设备室公用交换机均需以一光口接入二次设备室站控层交换机，本工程10kvgis室本期配置2台2光口22电口公用交换机，a网及b网各1台，远期配置6台2光口22电口站控层交换机，a网及b网各3台。

如表4所示，为二次设备室主变区公用交换机配置方案：

根据表4的端口统计结果，并考虑每个设备室公用交换机均需以一光口接入二次设备室站控层交换机，本工程主变区本期及远期均配置2台2光口22电口公用交换机，a网及b网各1台。

如表5所示，为二次设备室站控层交换机配置方案：

根据表5的端口统计结果，二次设备室配置4台4光口16电口控层中心交换机，2台用于i区网络，2台用于ii.iii/iv区网络。

如表6所示，为变电站自动化系统交换机配置清单：

该公变在保护、测控、智能终端、合并单元二次设备深度集成的背景下，220kv、110kv、主变均取消过程层网络，不单独设置过程层交换机，站控层、间隔层、过程层三层一网，站控层交换机分散布置于220kvgis室、110kvgis室，10kv开关柜，二次设备室。在不影响系统可靠性的基础上，直接节省工程投资66万元，具有可观的经济效益。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。